background image

37.

(a) We assume the center of mass is closer to the right end of the rod, so the distance from the left

end to the center of mass is = 0.60 m. Four forces act on the rod: the upward force of the left
rope T

L

, the upward force of the right rope T

R

, the downward force of gravity mg, and the upward

buoyant force F

b

. The force of gravity(effectively) acts at the center of mass, and the buoyant

force acts at the geometric center of the rod (which has length = 0.80 m). Computing torques
about the left end of the rod, we find

T

R

F

b



L

2



− mg = 0 =⇒ T

R

=

mg

− F

b

L/2

L

.

Now, the buoyant force is equal to the weight of the displaced water (where the volume of displace-
ment is AL). Thus,

F

b

ρ

w

gAL =



1000 kg/m

3

 

9.8 m/s

2

 

6.0

× 10

4

m

2



(0.80 m) = 4.7 N .

Consequently, the tension in the right rope is

T

R

=

(1.6 kg)



9.8 m/s

2



(0.60 m)

− (4.7 N)(0.40 m)

0.80 m

= 9.4 N .

(b) Newton’s second law (for the case of zero acceleration) leads to

T

L

T

R

F

B

− mg = 0 =⇒ T

L

mg

− F

B

− T

R

= (1.6 kg)



9.8 m/s

2



− 4.69 N − 9.4 N = 1.6 N .


Document Outline